Судовые кабельные трассы - Диагностика и прогнозирование остаточного срока службы

Диагностика и прогнозирование остаточного срока службы кабельных трасс
В период планового ремонта судна, когда назначенный срок службы кабелей истек или исчерпывается к моменту следующего планового ремонта, определяют значения вектора качества и сравнивают их с показателями области предельного состояния. На основании такого сравнения делается прогноз о продлении назначенного срока службы до следующего планового ремонта судна.
По показателям предельного состояния и способам диагностики судовые кабели делятся на четыре группы: гибкие, низкочастотные с резиновой оболочкой, низкочастотные с пластмассовой изоляцией и оболочкой, низкочастотные с пластмассовой изоляцией и оболочкой, радиочастотные. Гибкие кабели, изменяющие свое пространственное положение в процессе работы механизмов или устройств, заменяют без обследования. Диагностика состояния кабелей стационарной прокладки включает общие для трех групп работы: визуальный осмотр кабелей, разделение судовых помещений на группы, выбор кабелей для испытаний, измерение электрических характеристик, лабораторные испытания, оценку состояния и прогнозирование остаточного срока службы кабелей.
При анализе судовой эксплуатационной документации устанавливают действительные сроки службы кабелей, случаи снижения сопротивления изоляции и механических повреждений оболочки, изоляции, проводников. На кабели, выявленные по вахтенным и эксплуатационным журналам, кабельным формулярам и другим документам, в процессе диагностики обращается особое внимание. У личного состава судна уточняют информацию о сроке эксплуатации кабелей; времени следующего планового ремонта; сопротивлении изоляции электрических схем к моменту постановки судна в ремонт; перечне оборудования, на котором периодически отсоединяются кабели со штепсельными разъемами, а также о помещениях с повышенной температурой у кабельных трасс.
При внешнем осмотре трасс выявляют повреждения наружных оболочек кабелей (видимые трещины, вздутия, прорезы), металлических оплеток (разрывы прядей, коррозия), Особенно часты повреждения в местах воздействия повышенных температур, агрессивных сред, топлива, масел и их паров, на участках минимальных радиусов изгиба кабелей, подвода их к амортизированному оборудованию. Для контроля целостности токоведущих жил или их отдельных проволок на 8—16 кабелях со штепсельными разъемами вскрывают наружную оболочку и изоляцию жил, В случае обнаружения излома хотя бы одной проволоки жилы дополнительно проверяют удвоенное количество кабелей с разъемами. Если и при этом окажутся кабели с изломами жил или проволок, то заменяют или ремонтируют все кабели с разъемами.
Судовые помещения делятся на группы с идентичными условиями эксплуатации кабельных трасс: группа энергетических помещений (с повышенным тепловыделением и температурой окружающей среды до 45— —50°С); группа помещений с температурой окружающей среды до 30°С (каюты, помещения со штурманским оборудованием и др); группа помещений, в которых возможно длительное воздействие повышенной влажности, (трюмы); помещения со специальным воздействием (например, с радиационным излучением); места с воздействием отрицательных температур и солнечной радиации (верхняя палуба); забортные трассы.
Сопротивление изоляции измеряют в схемах, выявленных в эксплуатационной документации судна или перечисленных личным составом с учетом выделенных групп помещений. Измерения производят с помощью встроенных в систему приборов или переносными мегомметрами. При определении сопротивления изоляции органы управления системы устанавливают в положения, обеспечивающие одновременное измерение большинства цепей схемы. В схемах, имеющих сопротивление изоляции ниже нормы, фиксируют место снижения сопротивления: либо в кабеле, либо в приборе. Сопротивление изоляции у кабелей измеряют между жилами и корпусом, между каждой жилой и всеми остальными, между жилами и экранами жил.
Электрическую прочность резиновой изоляции жил проверяют на образцах кабелей длиной не менее 2 м, выбранных из схем с рабочим напряжением более 220 В. Как правило, берут 8—10 местных кабелей из силовых и столько же из цепей управления. Образцы обычно находятся в группах помещений с повышенными внешними воздействиями. Взамен образов в схемах монтируют новые кабели. Образцы испытывают в цеховых условиях на приборе ВИП-3. Высокое переменное напряжение (см. табл. 5.1) подают между жилами и корпусом, между каждой жилой и всеми остальными, между жилами и экранами жил. В случае, если хотя бы один образец не выдержал испытание, то число образов удваивают и проверяют их электрическую прочность. Если и при этих испытаниях окажутся образцы с пониженной электрической прочностью, то все местные кабели на судне заменяют на новые и проводят испытания магистральных кабелей в условиях судна, которые демонтируются при отрицательном результате.
Показателями предельного состояния радиочастотных кабелей являются коэффициент затухания электромагнитной волны на нормируемой частоте для марок РК и РД; коэффициент затухания электромагнитной волны на нормируемой частоте и содержание пластификатора в поливинилхлоридной оболочке для марок РКПГ, РКПГВ, РКПВГ-10. Радиочастотные кабели отбирают по группам помещений; по пять кабелей на каждую группу. Коэффициент затухания измеряют по известной методике [35]. Остаточный срок службы кабеля (в годах) вычисляют по формулет, где т — срок службы кабеля на момент измерения, годы; ак — коэффициент затухания на период эксплуатации и хранения, дБ/м; аизм — измеренный коэффициент затухания, дБ/м; а0 — коэффициент затухания на период поставки, дБ/м. Если остаточный срок службы больше межремонтного периода, то кабели признаются пригодными. При отрицательном результате коэффициент затухания измеряют у удвоенного количества кабелей. Кабели считаются пригодными для дальнейшей эксплуатации лишь в случае положительных результатов повторных измерений.
Для определения относительного удлинения при разрыве резиновой оболочки изготовляют 20—25 образцов из кабелей, испытанных на электрическую прочность, и столько же образцов из местных кабелей, отобранных по группам помещений. Стараются, чтобы одна треть всех образцов была изготовлена из оболочек кабелей с сечением жил 1—6 мм², другая —  из оболочек кабелей с сечением жил 10—70 мм² и последняя — свыше 70 мм². Оболочки берут с такими размерами, чтобы из одного образца можно было вырубить пять стандартных лопаток длиной 75 мм и шириной 12,5 мм. Каждый образец оболочки маркируют биркой с указанием номера образца, марко-сечения кабеля, его индекса по схеме, наименования помещения, борта, шпангоута. В лабораторных условиях из образцов с помощью штампа вырубают лопатки с длиной рабочего участка l0 = 20 мм, шириной — 4 мм и толщиной — 2+0,2 мм. Толщину с внутренней стороны оболочки доводят до необходимого размера на шлифовальном круге с зернистостью № 36, 46 или 60.
Лопатки растягиваются на разрывной машине, при этом отмечают удлинение рабочего участка в момент разрыва. Относительное удлинение вычисляют по формуле. Если окажется хотя бы один образец с относительным удлинением резиновой оболочки менее допускаемого, то проверяют удвоенное количество образцов из данного помещения. При отрицательном результате повторного испытания проверяют все местные и магистральные кабели в помещении. Кабели с относительным удлинением резиновой оболочки менее допускаемого (см. табл. 5.1) заменяют на новые, а с удлинением более допускаемого — ремонтируют в местах удаления оболочки.
Одним из основных параметров предельного состояния низкочастотных и отдельных марок радиочастотных кабелей с пластмассовыми изоляцией и оболочкой является содержание пластификатора в поливинилхлоридной оболочке. Пробы оболочки кабелей отбирают по группам судовых помещений. Выбирают не менее десяти представителей по каждому типу кабелей: КМПВ, СМПВГ, СПОВ по возможности максимального наружного диаметра. Образцы включают, как правило, силовые кабели и кабели управления.
Пробы берут на расстоянии не менее 0,5—1 м от места подключения к электрооборудованию. Пробу материала вырезают толщиной не более 0,5 мм и площадью 1 см². Не допускается сквозное прорезание оболочки. От каждого кабеля отрезают три—пять проб. Участки кабелей, с которых сняты пробы, восстанавливают по специальной технологии.
В лабораторных условиях на точных весах определяют массу пробы. Затем пробу помещают на 20 мин в термостат, разогретый до 350° С. После этого пробу вторично взвешивают и вычисляют изменение ее массы. Для каждого кабеля рассчитывают среднее значение изменения массы пробы. Для группы помещений находят среднее значение.
Предварительно исключают кабели, у которых. По эмпирической зависимости [35] подсчитывают остаточный срок службы группы кабелей:

где— остаточный срок службы группы кабелей, ч;— параметры поливинилхлоридного пластиката;— допускаемое значение параметра для кабеля (см. табл. 5.1); кэ — константа скорости десорбции пластификатора в оболочке.
Если полученные значения остаточного срока службы меньше межремонтного периода, то отбирают удвоенное количество проб кабелей той же группы помещений и повторно определяют остаточный срок службы. При отрицательном результате уточняют принадлежность испытанных кабелей к конкретной системе и вычисляют остаточный срок службы по системам. Если и в этом случае срок службы кабелей окажется меньше межремонтного периода, то кабели системы заменяют на новые.